Qu'est-ce qu'un sous-réseau ? | Fonctionnement de la subdivision en sous-réseaux

Qu'est-ce qu'un sous-réseau ?

Un sous-réseau est un réseau à l'intérieur d'un réseau. Les sous-réseaux améliorent l'efficacité des réseaux efficaces. La subdivision en sous-réseaux permet au trafic réseau de parcourir une distance plus courte sans passer par des routeurs inutiles pour atteindre sa destination.

Imaginez qu'Alice poste une lettre adressée à Bob, qui habite dans la ville voisine de la sienne. Pour que la lettre parvienne à Bob le plus rapidement possible, elle doit être livrée directement du bureau de poste d'Alice au bureau de poste de la ville où habite Bob, puis être remise à Bob. Si la lettre est d'abord envoyée dans un centre de tri postal situé à des centaines de kilomètres, la lettre d'Alice mettra beaucoup plus de temps à parvenir à Bob.

Comme le service postal, les réseaux sont plus efficaces lorsque les messages effectuent un voyage aussi direct que possible. Lorsqu'un réseau reçoit des paquets de données provenant d'un autre réseau, il trie et achemine ces paquets par sous-réseau, afin qu'ils ne suivent pas un itinéraire inefficace jusqu'à leur destination.

Qu'est-ce qu'une adresse IP ?

Pour comprendre les sous-réseaux, nous devons rapidement définir ce qu'est une adresse IP. Chaque appareil qui se connecte à Internet reçoit une adresse IP (Internet Protocol) unique, qui permet aux données envoyées sur Internet d'atteindre le bon appareil parmi les milliards d'appareils connectés à Internet. Si les ordinateurs lisent les adresses IP sous forme de code binaire (c'est-à-dire une série de 0 et de 1), les adresses IP prennent généralement la forme d'une série de caractères alphanumériques.

Que signifient les différentes parties d'une adresse IP ?

Cette section examine les adresses IPv4, qui se présentent sous la forme de quatre nombres décimaux séparés par des points, comme 203.0.113.112. (Les adresses IPv6 sont plus longues et comportent aussi bien des lettres que des chiffres.)

Chaque adresse IP comporte deux parties. La première partie indique à quel réseau appartient l'adresse. La deuxième partie spécifie l'identité de l'appareil sur ce réseau. Toutefois, la longueur de la « première partie » varie en fonction de la classe du réseau.

Les réseaux sont classés en différentes catégories, désignées par les lettres A à E. Les réseaux de classe A peuvent connecter des millions d'appareils. Les réseaux de classe B et les réseaux de classe C sont progressivement plus petits. (Les réseaux de classe D et de classe E ne sont pas couramment utilisés.)

Examinons l'incidence de ces classes sur la structure des adresses IP :

Réseau de classe A : les chiffres qui précèdent le premier point désignent le réseau et les chiffres ceux qui le suivent désignent l'appareil sur ce réseau. Dans l'adresse 203.0.113.112, par exemple, le réseau est désigné par 203 et l'appareil est identifié par 0.113.112.

Réseau de classe B : tous les éléments qui précèdent le deuxième point désignent le réseau. Ainsi, dans l'adresse mentionnée dans notre exemple (203.0.113.112), 203.0 désigne le réseau et 113.112 l'appareil sur ce réseau.

Réseau de classe C : pour les réseaux de classe C, tous les chiffres précédant le troisième point désignent le réseau. Dans notre exemple, 203.0.113 désigne le réseau de classe C et 112 désigne l'appareil.

Pourquoi la subdivision en sous-réseaux est-elle nécessaire ?

Comme l'illustre l'exemple précédent, la construction des adresses IP permet aux routeurs Internet de trouver relativement facilement le réseau vers lequel acheminer les données. Toutefois, un réseau de classe A (par exemple) peut comprendre des millions d'appareils connectés. Les données peuvent donc mettre un certain temps à parvenir à l'appareil concerné. C'est pour cette raison que l'on a recours à la subdivision en sous-réseaux, qui permet de limiter l'adresse IP à une utilisation dans une gamme d'appareils.

Puisqu'une adresse IP se limite à indiquer le réseau et l'adresse de l'appareil, les adresses IP ne peuvent pas être utilisées pour indiquer vers quel sous-réseau un paquet IP doit être envoyé. Les routeurs dans un réseau utilisent donc une information appelée masque de sous-réseau pour trier les données en sous-réseaux.

Qu'est-ce qu'un masque de sous-réseau ?

Un masque de sous-réseau ressemble à une adresse IP, mais il est uniquement destiné à un usage interne dans le réseau. Les routeurs utilisent des masques de sous-réseau pour acheminer les paquets de données au bon endroit. Les masques de sous-réseau ne sont pas indiqués dans les paquets de données qui transitent sur Internet : ces paquets indiquent seulement l'adresse IP de destination, qu'un routeur associera ensuite à un sous-réseau.

Supposons que Bob réponde à la lettre d'Alice, mais qu'il envoie sa réponse à l'adresse du lieu de travail d'Alice, plutôt qu'à son domicile. L'entreprise où travaille Alice est assez grande et comprend de nombreux services différents. Pour que les collaborateurs reçoivent rapidement leur courrier, l'équipe administrative trie les lettres par service, plutôt que par collaborateur. Après avoir reçu la lettre de Bob, l'équipe recherche le service dans lequel travaille Alice : il s'agit du service clients. L'équipe envoie alors la lettre au service clients, au lieu de la transmettre directement à Alice, et le service clients remet le courrier à Alice.

Dans cet exemple, Alice représente l'adresse IP, et le service clients le masque de sous-réseau. Après avoir déterminé dans quel service travaille Alice, l'équipe administrative a pu rapidement classer la lettre de Bob dans le bon groupe de destinataires potentiels. Sans cette étape, l'équipe administrative aurait passé du temps à rechercher laborieusement l'emplacement exact du bureau d'Alice, qui peut se trouver n'importe où dans l'entreprise.

Prenons un exemple concret : supposons qu'un paquet IP soit envoyé l'adresse IP 192.0.2.15. Comme cette adresse IP correspond à un réseau de classe C ; le réseau est donc identifié par la mention « 192.0.2 » (techniquement, il s'agit plus précisément de 192.0.2.0/24). Les routeurs transmettent le paquet à un hôte connecté au réseau, identifié par « 192.0.2 ».

Lorsque le paquet atteint ce réseau, un des routeurs sur le réseau consulte sa table de routage. Il effectue des calculs binaires à l'aide de son masque de sous-réseau 255.255.255.0, identifie l'adresse de l'appareil « 15 » (le reste de l'adresse IP indique le réseau) et calcule vers quel sous-réseau le paquet doit être acheminé. Il transmet alors le paquet au routeur ou au commutateur responsable de la transmission des paquets sur ce sous-réseau, et le paquet parvient à l'adresse IP 192.0.2.15 (en savoir plus sur les routeurs et les commutateurs).